3D打印產品設計指南：尼龍材料篇
尼龍模型是由白色、極細的粉末顆粒構成，產品有較高的強度和一定的柔韌性，可以承受較小的沖擊力、耐輕微彎折。模型表面呈現出磨砂、顆粒狀外觀，有輕微的滲透性。
1、設計規范
2、基本原則、建議及策略
1）壁面厚度
對于3d打印，壁厚是指模型的一個表面與其相對應表面間的距離。壁厚要么讓你的壁面堅固結實，要么柔韌易變形。指定很小壁厚的一個典型例子是螺旋結構設計，螺旋結構需要一定的阻尼特性，這種設計使得它輕且柔韌。增加壁厚會產生相反的效果，這對螺旋結構花瓶的設計更為合適。
2）模型抽殼
如果可能的話盡量對模型抽殼，這會避免打印過程中產生變形和污點。你既可以僅僅對模型抽殼，使為燒結尼龍粉末封閉在模型內。也可以設計一個小孔（兩個更好），在打印后很容易將未燒結粉末倒出來。
3）大平面會引起翹曲
設計一個A4紙大小的平板是個很壞的注意，大部分情況下你的模型會變形。這一過程被稱作“翹曲”。即使你在平面底部添加加強筋，并不能解決這一問題，它甚至會加大變形的概率。關鍵是在設計時盡量避免出現大的平面結構。
4）運動零件間的間隙
當你設計類似珍珠項鏈的聯鎖結構時，產品表面間的間隙非常關鍵，它將影響到產品的靈活性和彎曲性能。我們建議模型表面的間隙之最小保持0.4mm，如果能允許更大間隙更好。
你的設計越復雜，粉末倒出來也越困難，試著想象粉末是如何在產品空間內流動的。
當你設計一些類似項鏈的結構時，確保你為模型留了足夠的間隙。當把產品從打印機內拿出來時，它能讓環間粉末很容易流出來。
環間的空間至少保證為0.4mm，能大一些更好，環間的間隙和你換設計尺寸密切相關。對于大環你可以留很大間隙，在有限的空間內可以打印更多的產品。對于小環，你必須限制空間以保證環間的水平、垂直距離。
5）添加紋理以隱藏臺階紋
由于3d打印逐層累積的本質，產品表面經常會出現可見的臺階紋。為去掉這些臺階紋，通常要對模型進行拋光。然而，你也可以在設計時添加紋理來隱藏臺階紋。
6）裝配
當設計需要裝配的模型時，相連接零件保留足夠的間隙非常重要。軟件上的完美裝配并不意味實際產品也如此，因為軟件不會考慮真實世界存在的摩擦力。因此，不同零件間至少留0.6mm距離。
7）凸凹細節
對于下凹的文字或表面細節，我們建議文字線條寬度至少1mm，深度1.5mm，整體高度至少4.5mm。凸起的文字或者表面細節應該有足夠的強度，在打印或者運輸過程中不至破壞。我們建議文字線寬至少0.8mm，整體高度至少3mmm，凸起高度至少0.8mm。
3、尼龍拋光基本原則、建議及策略
打磨（也稱機器打磨）是尼龍產品的一道特殊后處理工藝。為得到光滑的表面，將模型放入裝有小石頭的滾筒，滾筒做高頻振動起到打磨產品的作用。
1）只有強度高部分能保持完好
多種因素會導致產品拋光的結果難以預料。其中一個原因是模型的幾何特征，每次放入設備的模型結構都可能不同。一般來說，你應當保證所有的壁面厚度不低于1mm。盡管在打印前我們會仔細擺放模型，盡量壁面模型逐層打印時出現薄弱點，但是你的模型某些結構仍有可能比其他部分對拋光作用更敏感。因此，我們建議在設計允許的前提下，盡量為壁面增加“額外厚度”。對有如小柱等細微特征的模型不建議拋光，它們在拋光時很容易被損壞。
2）內表面拋光
前文已經提到，小石頭是用來拋光模型表面的。但是，受石頭尺寸的影響，它們很容易卡在產品的小內孔處。因為，我們建議所有需要拋光的開孔直徑應該大于6.5mm，它能幫助避免出現石頭卡孔的現象。同樣要注意到，模型內表面始終比外表面拋光要少。實際上，如果開孔小于6.5mm，模型內表面不會被拋光，因為石頭沒法進入到模型內部。
3）圓邊
如果你的模型包含銳利的邊緣，將會被倒圓角。圓角和面的平滑過渡區域比銳利邊的拋光程度更高。
4）凸凹細節
模型上凸起的細節傾向于被石頭打磨掉，確保這些細節凸起高度超過1mm，否則當拋光完這些細節可能會消失。下凹細節問題較小些，因為大多數情況下石頭無法進入凹槽，但是邊緣仍可能被影響到。從安全考慮，確保凹槽深度大于1mm。
4、尼龍組合件基本原則、建議及策略
一個3D模型文件可以有多個獨立的殼體。如果這些殼體是類似鎖甲的互鎖零件，請參照前文“運動零件的間隙設置”來設計。如果產品不是互鎖或者相交結構，需要遵守一些額外的原則。
1）零件你在哪？
如果一個模型文件包好多個不互鎖或者相連殼體，會給生產人員帶來很多麻煩。首先，辨認所有的零件或者殼體可能很困難。當生產你的產品時，你的零件會與其他訂單產品混合在打印機里。大部分打印機有固定的加工區域。為了節省時間和成本，我們會在設備允許的條件下盡量填滿多個訂單零件。這種虛擬的三維擺放會用于3d打印。當產品加工完成后，我們得到一塊內部填滿零件的粉末塊。如果里面包含多個小的、不相連的殼體，你將發現從粉末中辨認所有的小零件是件多么痛苦的事情。因此，為了解決這一問題，我們只接受零件要么相連、要么可以封裝在容器內。繼續閱讀下文獲取更多細節和這些操作的重要作用。
2）連接零件
保證你設計的所有殼體待在一起、且可以當做一個零件處理的一種方法是用支撐梁連接所有殼體。所有零件連接良好、支撐梁足夠堅固非常重要。保證梁的最小壁厚不小于3mm，小于這個尺寸厚度可能會不夠堅固，難以支撐你設計的各個零件。
單個零件越重，連接梁應該越厚。如果零件的連接結構太薄弱，你有丟失零件的風險。為了減輕重量，對厚重零件可以抽殼處理。別忘記打幾個通孔，保證零件內部粉末可以倒出來，否則的話零件不會減重太多。抽殼后零件壁厚應當小于5mm。
建議每個殼體有4個堅固的連接結構。殼體越大，正確連接殼體的難度越大，這也是要求設計模型三個方向尺寸之和（X+Y+Z）小于350mm的原因。
3）零件串在環上
如果你的零件有通孔，另外一種連接方式是把它們串在環上。把你的零件串在一個鎖鏈形封閉環上，保證我們可以把所有零件當做整體來處理。然而，一旦對零件這樣分組，我們就不能對它們單獨擺放位置或者調整零件間距。為了避免加工過程出現問題，為每個零件預留至少1mm的間隙。環的最小厚度不低于3mm。控制環上零件數量，許多大且重的零件更容易破壞環。環破壞風險很高的設計是不允許的。
4）全封閉盒
最后的方案是在你零件周圍設計一個封閉的盒體。因為盒體上沒有孔，所有的粉末會留在盒體內。記住給盒體添加類似設計文件名稱的唯一標記，這樣我們很容易找到你的零件。標記雕刻文字要使用類似Arial Black的易讀字體。我們建議字體線寬至少1mm，深度8mm，整體字高至少3mm。
對于燒結盒的壁面，厚度至少1.2mm。注意最后你需要剪開燒結盒取出零件，壁厚越大難度越大。
除了燒結盒特征外，要保持盒內零件及零件與燒結盒內壁間隔大于3mm。如果距離小于這個數值，零件可能會被燒結在一起。
如果燒結盒整體體積大于1700cm3，你要注意盒內零件的密度。零件密度太大會導致產品冷卻異常，有可能造成產品發黃或者變形。把模型的總體積限制在燒結盒體積的10%以下。
記住最后所有多余的粉都需要你自己清理出來，準備一個可以接受一些粉塵的工作區，否則使用上面的其他方法。
我們也建議為盒體設計便于開孔區域，這個可以通過開孔實現，如0.8×2mm的長方形孔。
5）網格盒體
另一個允許你把多個殼體一次打印的方法是把所有零件放入盒子，也就是你需要設計一個包裹所有零件的容器。設計合體時你要遵循一些基本的原則。記住給盒體添加類似設計文件名稱的唯一標記，這樣我們很容易找到你的零件。標記雕刻文字要使用類似Arial Black的易讀字體。我們建議字體線寬至少1mm，深度8mm，整體字高至少3mm。
建議使用穿孔的盒子，它能允許我們把多余的粉末從零件中取出來。這里是我們建議燒結盒的最小特征尺寸：格線最小壁厚1.2mm，網格尺寸最小4×4mm，網格尺寸最大15×15mm。確保盒內零件無法通過穿孔，所用零件都待在燒結盒內部。通過通孔的零件可能會丟失。
除了燒結盒特征外，要保持盒內零件及零件與燒結盒內壁間隔大于3mm。如果距離小于這個數值，零件可能會被燒結在一起。
如果燒結盒整體體積大于1700cm3，你要注意盒內零件的密度。零件密度太大會導致產品冷卻異常，有可能造成產品發黃或者變形。把模型的總體積限制在燒結盒體積的10%以下。
如果盒內有易碎零件，我們建議把這些零件連接在殼體上，它能阻止運輸過程中易碎件彼此撞擊。否則運輸過程中搬運零件會導致盒內零件松散，并互相破壞。
6）結果
一旦打印完成，都需要通過毛刷或者噴砂來去除每個模型上附著的殘余粉末。對于分組的模型也需要如此，但是這種情況下清理干凈每個零件更為困難。因為零件彼此之間或者與燒結盒相連，這或導致不是所有的邊角都能處理到。請注意當收到貨物時，產品可能會殘留少量粉末。為了進一步處理干凈模型，可以使用毛刷或者壓縮空氣。
注意分組的模型僅提供自然處理。由于上文所述的關于這類模型的限制，并不能保證很好的結果。也可以使用其他的后處理工藝，但是需要非常干凈和可接觸的零件，對于裝在盒體內的分組模型并不適用。
5、模型植絨基本原則、建議及策略
與模型噴漆不同，有些處理不僅會改變產品的外觀，也會改變其觸摸效果。當對模型進行植絨處理，把合適粘合劑涂于產品表面。然后，纖維織物滲透粘合劑表面以產生想要的絲絨效果。
1）植絨
為模型表面添加絲絨效果的工藝叫植絨，要用到靜電植絨設備。首先，把合適的粘合劑涂于產品表面。然后把金屬針與模型表面相連并接地。通過植絨機植絨獲得負電位，絲絨材料垂直飛向基板，粘附在之前涂的粘合劑上。模型總有個地方會有標記，因為需要插入接地針。因此，我們預期會有直徑1.6mm、深度2mm金屬針孔，建議在模型不可見部位選擇布針位置（比如底部）。
2）尖角與細節
由于植絨把纖維粘在模型表面，產品的細節沒那么脆。粘結劑會被噴在模型表面，難以到達區域覆蓋膠水較少，這些部位的絲絨也會偏少。因此，如果要使用植絨工藝，盡量避免設計存在尖角或內部結構模型（如花瓶）。非常細小部分（如小特征、鉸邊、框架等）也難以覆蓋纖維，因為植絨附著區域有限。
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